Простой металлоискатель с пьезофильтром. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Назначение и возможности

Этот металлоискатель, несмотря на малое число деталей и простоту в изготовлении, отличается достаточно большой чувствительностью. Крупные металлические предметы, такие как батарея отопления, он способен обнаружить на расстоянии до 60 см, мелкие же, например, монету диаметром 25 мм - на расстоянии 15 см.

Принцип действия

Принцип работы устройства основан на изменении частоты в измерительном генераторе под воздействием находящихся рядом металлов и выделении разностной частоты (биений) между измерительным и образцовым генератором.

Так как эта частота находится в звуковом диапазоне, ее можно услышать в наушниках.

Принципиальная схема

Принципиальная схема металлоискателя представлена на рис. 2.46. В данной схеме частота опорного генератора, выполненного на DD1.1, стабилизирована при помощи пьезоэлемента. В качестве пьезоэлемента использован пьезофильтр (ZQ1) на промежуточную частоту (465 кГц), имеющуюся в любом бытовом супергетеродинном радиоприемнике.

Такие элементы широко распространены и гораздо дешевле, чем кварцевые резонаторы. Применение пьезоэлемента позволяет повысить стабильность частоты опорного генератора по сравнению с обычными LC или RC генераторами, а, значит, увеличить дальность обнаружения металлических предметов.

Рис. 2.46. Принципиальная схема простого металлоискателя с пьезофильтром

Измерительный генератор собран на логическом элементе DD1.2 и содержит катушку (L1) в виде рамки, которая является датчиком. При приближении катушки к металлу меняется ее индуктивность, что приводит к изменению частоты автогенератора. Начальная частота автогенератора определяется элементами C1C2C3L1 и подстраивается при помощи регулируемого конденсатора С1, близкой к частоте опорного генератора (чуть больше или меньше чем 465 кГц).

На элементе DD1.3 сигналы двух генераторов смешиваются. Выходной сигнал DD1.3 содержит разностную гармонику, и, чтобы ее отделить от высокочастотных импульсов, установлен фильтр R3C5. Низкочастотный сигнал усиливается полевым транзистором VT2 и подается на звуковой излучатель - наушники BF1 BF2.

Применение в автогенераторах логических элементов КМОП микросхемы, благодаря их большому входному сопротивлению, позволяет получить высокую добротность в колебательном контуре поискового генератора, что повышает у него стабильность частоты. Это дает возможность работать при малых биениях и таким образом увеличить чувствительность металлоискателя. Питание автогенераторов стабилизировано при помощи прецизионного стабилитрона КС166В. Только параметрические стабилизаторы на напряжение около 6 В имеют близкий к нулю дрейф напряжения при изменении окружающей температуры.

Схема металлоискателя сохраняет работоспособность при снижении напряжения до 5 В, но в этом случае стабилизации напряжения питания не будет. Потребляемый металлоискателем ток (а, значит, и продолжительность работы) сильно зависит от сопротивления подключенных на выходе головных телефонов. По этой причине их сопротивление должно быть как можно больше (>100 Ом), для чего телефоны в наушниках подключены последовательно.

Резистор R7 ограничивает максимальный ток транзистора VT2 при коротком замыкании в наушниках, а резистор R6 позволяет регулировать громкость звука. Для удобства этот резистор объединен с включателем питания SA1.

Наушники соединяются через любое стандартное гнездо.

Гнездо Х2 предназначено для подключения сетевого зарядного устройства для аккумулятора G1. Это позволит выполнять подзарядку элементов питания не вынимая их из корпуса.

Элементная база

Конденсатор настройки С1 можно взять от любого миниатюрного радиоприемника (например КП-180). С2 и С3 должны быть с минимальным отрицательным ТКЕ (М47, М75), С4 и С5 из серии К10 (К10-17), С6 - К53-1 на 16 В.

Переменный резистор R6 - СП3-3бМ (он предусматривает горизонтальную установку на плате и имеет встроенный включатель SA1), подстроенный резистор R5 типа СПЗ-19а, остальные подойдут любые малогабаритные. Пьезорезонатор (пьезофильтр Z01) скорее всего подойдет любой из серии ФП1П1-61 (-01, -02, и т. д.), а также можно попробовать многие другие типы пьезофильтров от китайских приемников, имеющие три вывода.

Печатная плата

Детали устройства могут быть расположены на односторонней печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 75 х 40 мм (рис. 2.47, а-б).

Плата желательно разместить вблизи от катушки датчика L1. Место, где закрепляется плата с элементами, экранировать не обязательно.

Изготовление катушки

Катушка датчика металлоискателя L1 имеет вид тороидальной рамки, (рис. 2.47, в). Она наматывается медным проводом ПЭВ диаметром 1,2 мм, на любой подходящей оправке диаметром 20 см, например, вырезанной из пенопласта.

Намотка следует выполнять внавал, 30 витков (индуктивность получается около 480 мкГн). После намотки катушки рамка нужно обмотать любой диэлектрической лентой (лакотканью или изолентой), а после этого - тонкой алюминиевой фольгой.

Можно применить также медную фольгу. У места выводов катушки участок около 10 мм закрывать фольгой не надо (между концами экрана оставляется зазор, как это показано на рис. 2.47, в).

Рис. 2.47. Простой металлоискатель с пьезофильтром: а - печатная плата; б - расположение элементов на плате; в - внешний вид поисковой катушки

Экран у катушки уменьшает влияние паразитных емкостей, что повышает стабильность рабочей частоты поискового автогенератора.

Применение толстого провода при изготовлении L1 обеспечивает более высокую добротность у катушки и придает жесткость рамке без использования дополнительных элементов крепления.

Автор: Шелестов И.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Возобновляемые источники энергии станут популярнее природного газа 08.07.2013 По сообщению Международного энергетического агентства МЭА (IEA), уже в 2018 году солнечная и ветровая энергия составит четверть от всех используемых источников энергии в мире. В 2016 году все возобновляемые источники энергии в совокупности обгонят природный газ по объему использования, вдвое превысят объемы использования атомной энергии и займут второе место после угля в качестве источника энергии. Таким образом, доводы о "несерьезности" альтернативной энергетики кажутся мягко говоря необдуманными. Специалисты полны оптимизма относительно использования возобновляемых источников энергии, и считают, что их широкое применение - важный шаг в снижении загрязнения окружающей среды. Солнечная, ветровая, геотермальная, гидроэнергетика, биоэнергия показали свою конкурентоспособность в сравнении с ископаемыми видами топлива. Потому не удивительно, что частота использования возобновляемых источников возрастает. Пионерами в этой области являются Китай, а также другие развивающиеся страны и страны с переходной экономикой. Если не брать в расчет гидроэнергетику, то только использование ветровой и солнечной энергии вырастет с 4% в 2011 до 8% в 2018 году. Это хорошая новость для глобальной экономики и мировой энергетической системы, которая должна стать более чистой. Использование нынешних ископаемых источников энергии губительно для окружающей среды, а согласно недавнему докладу Международного энергетического агентства, ископаемое топливо гораздо больше угрожает климату, чем считалось ранее. Потому специалисты призывают к срочному принятию мер, в том числе сокращению количества угольных электростанций и постепенному отказу от других ископаемых источников энергии. Тем не менее, Международное энергетическое агентство предупреждает, что использование альтернативных источников энергии связано с рядом серьезных проблем. Так, в некоторых странах государственная политика не предполагает инвестиций в возобновляемую энергетику, а субсидии снижаются из-за экономических проблем. Кроме того, разработка месторождений сланцевого газа - перспективное направление в энергетике - снижает интерес к возобновляемым источникам. В докладе Агентства говорится о том, что нередко грамотное использование возобновляемых источников энергии может быть конкурентоспособным, как например, береговые ветра в Бразилии или в Австралии, где ветровая энергия конкурирует с углем и природным газом. Япония также намерена стимулировать использование в стране солнечной энергии. Но больше всего возобновляемой энергии используется в Китае, где такой вид топлива займет около 40% от общей мощности в 2012-2018 годах. Уже сейчас правительство Китая инвестирует в гидроэнергетику, солнечную и ветровую энергию. Так же в докладе отмечается, что в ближайшее время уголь все еще будет занимать 65% от общего объема генерирующих мощностей в 2015 году.

Другие интересные новости:

▪ Трехколесный электромобиль Arcimoto FUV Evergreen Edition

▪ Новый подводный акустический плащ-невидимка

▪ Связь между загрязнением воздуха и грозами с молниями

▪ Нет слов - нет и памяти

▪ Технология идентификации Sense ID

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья Приемы видеомонтажа. Искусство видео

▪ статья Где живут крокодилы, которых можно погладить? Подробный ответ

▪ статья Работа в колодцах, коллекторах, венткамерах. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Пороговый регулятор сигнала. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Международные телевизионные стандарты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025